CN105857220A - 基于传感器网络的车内环境自调节系统及方法 - Google Patents

基于传感器网络的车内环境自调节系统及方法 Download PDF

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Abstract

基于传感器网络的车内环境自调节系统及方法，属于汽车电子和检测控制领域，车内环境的自调节，却造成车辆蓄电池用电量的大量消耗，极端情况下，甚至导致车辆无法打火的问题，技术要点是：包括环境检测传感器模块、传感器供电控制模块、点火检测模块、中央处理器、车辆控制ECU和/或车载设备；效果是：车主在启动车辆后，汽车自主检测车内外的环境参数，在驾驶过程中自动调节，使驾驶更舒适更智能化。且有效的降低了各传感器和车载设备在未汽车未点火状态下，对于车辆蓄电池的电量消耗。

Description

基于传感器网络的车内环境自调节系统及方法
技术领域
本发明属于汽车电子和检测控制领域，具体的说是一种基于传感器网络的车内环境自调节系统。
背景技术
随着汽车电子行业的发展，车载电子系统越来越趋向智能化，人们希望在驾驶过程中能够变得更安全，方便，舒适。目前能够采集汽车内外环境参数的技术已经越发成熟，汽车行业也开始向着自动驾驶的汽车控制方向发展，但是与此同时，汽车车内环境的自动调节系统也将是必然的发展趋势。然而，实现车内环境的自动调节，需要大量传感器和车载设备，为此，当车辆处于熄火状态，这些传感器和车载设备会消耗蓄电池电量。
发明内容
为了解决车辆环境自调节的问题，本发明提供了一种基于传感器网络的车内环境自调节系统，然而，虽然该系统实现了车内环境的自调节，却造成车辆蓄电池用电量的大量消耗，极端情况下，甚至导致车辆无法打火的现象，为了进一步克服该技术问题，本发明提出如下技术方案：一种基于传感器网络的车内环境自调节系统，包括环境检测传感器模块、传感器供电控制模块、点火检测模块、中央处理器、车辆控制ECU和/或车载设备；
所述点火检测模块用于检测车辆点火状态；
所述环境检测传感器模块用于检测车内和/或车外的的环境状态信息；
所述传感器供电控制模块用于控制环境检测传感器模块中各传感器的供电状态和/或车载设备的供电状态；
所述中央处理器用于接收点火检测模块检测到的点火状态信号和各个传感器的检测数据，判断检测数据超限时，向相应的车辆控制ECU和/或车载设备发出控制指令，由车辆控制ECU和/或车载设备执行该控制指令。
进一步的，所述的中央处理器通过CAN网络向车辆控制ECU和/或车载设备发出控制指令。进一步的，所述的环境检测传感器模块包括温湿度传感器、雨水传感器、PM2.5传感器和VOC气体传感器中的一种以上；所述的车辆控制ECU包括车窗控制ECU、空调控制ECU和雨刷控制ECU中的一种以上，所述的车载设备包括车载加湿器和车载净化器中的一种以上。
进一步的，所述系统还包括语音模块，用于播报当前各传感器检测数据，及车辆控制ECU和车载设备的状态与操作。
本发明还记载了一种使用上述的系统实现基于传感器网络的车内环境自调节方法，所述点火检测模块检测并判断车辆处于点火或熄火，若判断车辆处于熄火状态，点火检测模块发送一电平信号给中央处理器，中央处理器控制传感器供电控制模块，选择关闭若干环境检测传感器模块中若干传感器的供电；若判断车辆处于点火状态，点火检测模块发送另一电平信号给中央处理器，中央处理器控制传感器供电控制模块对环境检测传感器模块中的各传感器供电，各传感器检测车内和/或车外的环境信息，中央处理器接收各传感器的检测数据，判断检测数据超限时，向CAN网络发出控制指令，并传输至车辆控制ECU和/或车载设备，由车辆控制ECU和/或车载设备执行该控制指令，调节车内环境。
进一步的，所述的环境检测传感器模块包括温湿度传感器、雨水传感器、PM2.5传感器和VOC气体传感器中的一种以上；所述的车辆控制ECU包括车窗控制ECU、空调控制ECU和雨刷控制ECU中的一种以上，所述的车载设备包括车载加湿器和车载净化器中的一种以上。
进一步的，中央处理器接收各传感器的检测数据，判断检测数据超限时，向CAN网络发出控制指令，并传输至车辆控制ECU和/或车载设备，由车辆控制ECU和/或车载设备执行该控制指令，调节车内环境的步骤是：
当中央处理器接收的温湿度传感器检测到的温度数据超出高温限值时，中央处理器发送CAN总线数据指令到空调控制ECU，空调控制ECU控制空调开启冷风，直到中央处理器接收到的温度数据达到正常值；
当中央处理器接收的温湿度传感器检测到的温度数据超出低温限值时，中央处理器发送CAN总线数据指令到空调控制ECU，空调控制ECU控制空调开启热风，直到中央处理器接收到的温度数据达到正常值；
当中央处理器接收到的温湿度传感器检测到的湿度数据低于限定值，中央处理器发送CAN总线数据指令到车载加湿器，控制车载加湿器启动并加湿，直到中央处理器接收到的湿度数据达到正常值，车载加湿器停止工作；
当中央处理器接收到的雨水传感器检测到的雨水数值超出限定值，中央处理器发送CAN总线数据指令到雨刷控制ECU和车窗控制ECU，雨刷控制ECU控制前后雨刷启动，车窗控制ECU控制各个车窗关闭，当中央处理器接收到的数值恢复正常值时，雨刷停止工作；
当中央处理器接收到的PM2.5传感器检测到的车外PM2.5数值超过限定值时，中央处理器发送CAN数据指令到车窗控制ECU，车窗控制ECU控制各个车窗关闭；当中央处理器接收到的PM2.5传感器检测到的车内PM2.5数值超过限定值时，中央处理器发送CAN数据指令到车载净化器，控制车载净化器启动并净化，直到中央处理器接收到的PM2.5数值达到正常值，车载净化器停止工作；
当中央处理器接收到的VOC气体传感器检测到的VOC气体数值超出限定值时，中央处理器发送CAN数据指令到车载净化器，控制载净化器启动并净化，直到中央处理器接收到的VOC气体数值达到正常值，VOC气体传感器停止工作。
本发明还涉及一种点火检测模块在基于传感器网络的车内环境自调节系统中的应用。
有益效果：本发明的效益在于车主在启动车辆后，汽车自主检测车内外的环境参数，在驾驶过程中自动调节，使驾驶更舒适更智能化。且有效的降低了各传感器和车载设备在未汽车未点火状态下，对于车辆蓄电池的电量消耗。
附图说明
图1为本发明所述的基于传感器网络的车内环境自调节系统的结构示意框图。
具体实施方式
实施例1:一种基于传感器网络的车内环境自调节系统，包括环境检测传感器模块、传感器供电控制模块、点火检测模块、中央处理器、车辆控制ECU和/或车载设备；所述点火检测模块用于检测车辆点火状态；所述环境检测传感器模块用于检测车内和/或车外的的环境状态信息，所述的环境检测传感器模块包括温湿度传感器、雨水传感器、PM2.5传感器和VOC气体传感器中的一种以上；所述的车辆控制ECU包括车窗控制ECU、空调控制ECU和雨刷控制ECU中的一种以上，所述的车载设备包括车载加湿器和车载净化器中的一种以上。
所述传感器供电控制模块用于控制环境检测传感器模块中各传感器的供电状态和/或车载设备的供电状态；所述中央处理器用于接收点火检测模块检测到的点火状态信号和各个传感器的检测数据，判断检测数据超限时，向相应的车辆控制ECU和/或车载设备发出控制指令，由车辆控制ECU和/或车载设备执行该控制指令。
作为技术方案的补充，所述的中央处理器通过CAN网络向车辆控制ECU和/或车载设备发出控制指令。
此外，作为优选方案，本系统还包括语音模块，用于播报当前各传感器检测数据，及车辆控制ECU和车载设备的状态与操作。
申请号为201410468107.9的专利申请公开了一种汽车点火检测的装置，该种装置可以准确的检测汽车点火，其他的汽车点火检测装置，只要满足对汽车点火的检测，也可以应用于本实施例的技术方案中，作为点火检测模块。
实施例2:使用实施例1所述的系统实现基于传感器网络的车内环境自调节方法，所述点火检测模块检测并判断车辆处于点火或熄火，若判断车辆处于熄火状态，点火检测模块发送一电平信号给中央处理器，中央处理器控制传感器供电控制模块，选择关闭若干环境检测传感器模块中若干传感器的供电，该若干传感器可以由车主自行指定，或者选择耗电量较大的一些传感器，当然的，若一些传感器被关闭，其对应的车载设备也会一并关闭；若判断车辆处于点火状态，点火检测模块发送另一电平信号给中央处理器，中央处理器控制传感器供电控制模块对环境检测传感器模块中的各传感器供电，各传感器检测车内和/或车外的环境信息，中央处理器接收各传感器的检测数据，判断检测数据超限时，向CAN网络发出控制指令，并传输至车辆控制ECU和/或车载设备，由车辆控制ECU和/或车载设备执行该控制指令，调节车内环境。
所述的环境检测传感器模块包括温湿度传感器、雨水传感器、PM2.5传感器和VOC气体传感器中的一种以上；所述的车辆控制ECU包括车窗控制ECU、空调控制ECU和雨刷控制ECU中的一种以上，所述的车载设备包括车载加湿器和车载净化器中的一种以上。
中央处理器接收各传感器的检测数据，判断检测数据超限时，向CAN网络发出控制指令，并传输至车辆控制ECU和/或车载设备，由车辆控制ECU和/或车载设备执行该控制指令，调节车内环境的步骤是：
当中央处理器接收的温湿度传感器检测到的温度数据超出高温限值时(例如25℃)，中央处理器发送CAN总线数据指令到空调控制ECU，空调控制ECU控制空调开启冷风，直到中央处理器接收到的温度数据达到正常值(例如18℃)；
当中央处理器接收的温湿度传感器检测到的温度数据超出低温限值时(例如10℃)，中央处理器发送CAN总线数据指令到空调控制ECU，空调控制ECU控制空调开启热风，直到中央处理器接收到的温度数据达到正常值；
当中央处理器接收到的温湿度传感器检测到的湿度数据低于限定值(例如10％RH)，中央处理器发送CAN总线数据指令到车载加湿器，控制车载加湿器启动并加湿，直到中央处理器接收到的湿度数据达到正常值(例如35％RH)，车载加湿器停止工作；
当中央处理器接收到的雨水传感器检测到的雨水数值超出限定值(例如1.5v),中央处理器发送CAN总线数据指令到雨刷控制ECU和车窗控制ECU，雨刷控制ECU控制前后雨刷启动，车窗控制ECU控制各个车窗关闭，当中央处理器接收到的数值恢复正常值时(例如0.3V)，雨刷停止工作；
当中央处理器接收到的PM2.5传感器检测到的车外PM2.5数值超过限定值时(例如1.0V)，中央处理器发送CAN数据指令到车窗控制ECU，车窗控制ECU控制各个车窗关闭；当中央处理器接收到的PM2.5传感器检测到的车内PM2.5数值超过限定值时(例如1.0V)，中央处理器发送CAN数据指令到车载净化器，控制车载净化器启动并净化，直到中央处理器接收到的PM2.5数值达到正常值(例如0.1V)，车载净化器停止工作；
当中央处理器接收到的VOC气体传感器检测到的VOC气体数值超出限定值时(例如1.0V)，中央处理器发送CAN数据指令到车载净化器，控制载净化器启动并净化，直到中央处理器接收到的VOC气体数值达到正常值(例如0.1V)，VOC气体传感器停止工作。
本实施例中所述的超限，其可以是车主根据自己的要求和习惯进行设定的设定值，且所述的正常值，也可以是自行设定的设定值，对于该两种设定值的选择，可以是车主的选择，也可以是本系统出厂时的默认设定值。
实施例3:一种基于传感器网络的车内环境自调节系统，具体包括环境检测传感器模块，传感器供电控制模块，点火检测模块，中央处理器，语音模块，CAN数据接收模块，CAN数据发送模块，车辆控制ECU或车载设备。
环境检测传感器模块可以是车内外温湿度传感器模块，雨水传感器，车内外PM2.5传感器，VOC气体传感器等。温湿度传感器用于检测车内外的温湿度状况，采集到的温湿度值通过CAN网络传输给中央处理器。雨水传感器用于检测车外的下雨状况，采集到的数值通过CAN网络传输给中央处理器。PM2.5传感器用于检测车内外的粉尘含量，采集到的数值通过CAN网络传输给中央处理器。VOC气体传感器用于采集车内甲醛类有毒气体的含量，采集到的数值通过CAN网络传输给中央处理器。
传感器供电控制模块用于控制各个传感器模块的供电状态。
点火检测模块用于判断车辆是否点火，若是车辆处于熄火状态，点火检测模块会发送一低电平的信号给中央处理器，中央处理器以此控制传感器供电控制模块，来选择关闭耗电量较大的传感器模块的供电，这样可以避免在汽车熄火时，耗电量较大的传感器模块对车上蓄电池电量的消耗；若是车辆处于点火状态，点火检测模块会发送一高电平的信号给中央处理器，中央处理器以此控制传感器供电控制模块对各个传感器的正常供电。
语音模块用于播放当前车内外环境状态和正在进行的控制操作。
CAN数据接收模块用于接收各个传感器模块发送给中央处理器的信息，CAN总线具有较远的传输距离并且可以在同一网络上区分接收不同传感器模块的信息。
CAN数据发送模块用于将中央处理器的操作指令发送给相关的ECU。
车辆控制ECU或车载设备可以是车窗控制ECU，空调控制ECU，车载加湿器，车载净化器，雨刷控制ECU等。车窗控制ECU用于控制车窗的打开和关闭。空调控制ECU用于控制空调的开关以及冷暖风切换。车载加湿器用于车内加湿，加湿器直接通过CAN网络接收中央处理器的操作命令。车载净化器用于车内空气净化，净化器直接通过CAN网络接收中央处理器的操作命令。雨刷控制ECU用于前后挡风玻璃雨刷的控制。
中央处理器用于接收各个传感器模块的数据，并判断数据是否超出限定值(限定值由软件设定)，如果超出限定值再通过CAN网络给各个ECU的发送的操作指令，用于控制车窗的升降，空调的开关和冷热风切换，车载加湿器的开关，车载净化器的开关，前后雨刷的动作等，具体的控制方式如下：
当中央处理器接收的温度数据超出高温限值时(例如25℃)，中央处理器发送CAN总线数据指令到空调控制ECU，ECU控制空调开启冷风直到中央处理器接收到的温度数据达到正常值(例如18℃)，反之，当温度数据超出低温限值时(例如10℃)，ECU控制空调开启热风直到中央处理器接收到的温度数据达到正常值。
当中央处理器接收到的湿度数据低于限定值(例如10％RH)，中央处理器发送CAN总线数据指令到车载加湿器，车载加湿器开始工作直到中央处理器接收到的湿度数据达到正常值(例如35％RH)，然后停止工作。
当中央处理器接收到的雨水传感器数值超出限定值(例如1.5v),中央处理器发送CAN总线数据到雨刷控制ECU和车窗控制ECU，雨刷控制ECU控制前后雨刷工作，车窗控制ECU控制各个车窗关闭，当中央处理器接收到的数值恢复正常值时(例如0.3V)，雨刷停止工作。
当中央处理器接收到的车外PM2.5数值超过限定值时(例如1.0V)，中央处理器发送CAN数据指令到车窗控制ECU，ECU控制各个车窗关闭；当中央处理器接收到的车内PM2.5数值超过限定值时(例如1.0V)，中央处理器发送CAN数据指令到车载净化器，车载净化器开始工作直到中央处理器接收到的PM2.5数值达到正常值(例如0.1V)，然后停止工作。
当中央处理器接收到的VOC气体数值超出限定值时(例如1.0V)，中央处理器发送CAN数据指令到车载净化器，载净化器开始工作直到中央处理器接收到的VOC气体数值达到正常值(例如0.1V)，然后停止工作。
实施例4:由实施例1-3任一项或者其结合可以得到，本发明涉及了一种点火检测模块在基于传感器网络的车内环境自调节系统中的应用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于传感器网络的车内环境自调节系统，其特征在于，包括环境检测传感器模块、传感器供电控制模块、点火检测模块、中央处理器、车辆控制ECU和/或车载设备；
所述点火检测模块用于检测车辆点火状态；
所述环境检测传感器模块用于检测车内和/或车外的的环境状态信息；
所述传感器供电控制模块用于控制环境检测传感器模块中各传感器的供电状态和/或车载设备的供电状态；
所述中央处理器用于接收点火检测模块检测到的点火状态信号和各个传感器的检测数据，判断检测数据超限时，向相应的车辆控制ECU和/或车载设备发出控制指令，由车辆控制ECU和/或车载设备执行该控制指令。
2.如权利要求1所述的基于传感器网络的车内环境自调节系统，其特征在于，所述的中央处理器通过CAN网络向车辆控制ECU和/或车载设备发出控制指令。
3.如权利要求1或2所述的基于传感器网络的车内环境自调节系统，其特征在于，所述的环境检测传感器模块包括温湿度传感器、雨水传感器、PM2.5传感器和VOC气体传感器中的一种以上；所述的车辆控制ECU包括车窗控制ECU、空调控制ECU和雨刷控制ECU中的一种以上，所述的车载设备包括车载加湿器和车载净化器中的一种以上。
4.如权利要求3所述的基于传感器网络的车内环境自调节系统，其特征在于，还包括语音模块，用于播报当前各传感器检测数据，及车辆控制ECU和车载设备的状态与操作。
5.使用权利要求1-4任一项所述的系统实现基于传感器网络的车内环境自调节方法，其特征在于，所述点火检测模块检测并判断车辆处于点火或熄火，若判断车辆处于熄火状态，点火检测模块发送一电平信号给中央处理器，中央处理器控制传感器供电控制模块，选择关闭若干环境检测传感器模块中若干传感器的供电；若判断车辆处于点火状态，点火检测模块发送另一电平信号给中央处理器，中央处理器控制传感器供电控制模块对环境检测传感器模块中的各传感器供电，各传感器检测车内和/或车外的环境信息，中央处理器接收各传感器的检测数据，判断检测数据超限时，向CAN网络发出控制指令，并传输至车辆控制ECU和/或车载设备，由车辆控制ECU和/或车载设备执行该控制指令，调节车内环境。
6.如权利要求5所述的基于传感器网络的车内环境自调节方法，其特征在于，所述的环境检测传感器模块包括温湿度传感器、雨水传感器、PM2.5传感器和VOC气体传感器中的一种以上；所述的车辆控制ECU包括车窗控制ECU、空调控制ECU和雨刷控制ECU中的一种以上，所述的车载设备包括车载加湿器和车载净化器中的一种以上。
7.如权利要求6所述的基于传感器网络的车内环境自调节方法，其特征在于，中央处理器接收各传感器的检测数据，判断检测数据超限时，向CAN网络发出控制指令，并传输至车辆控制ECU和/或车载设备，由车辆控制ECU和/或车载设备执行该控制指令，调节车内环境的步骤是：
当中央处理器接收的温湿度传感器检测到的温度数据超出高温限值时，中央处理器发送CAN总线数据指令到空调控制ECU，空调控制ECU控制空调开启冷风，直到中央处理器接收到的温度数据达到正常值；
当中央处理器接收的温湿度传感器检测到的温度数据超出低温限值时，中央处理器发送CAN总线数据指令到空调控制ECU，空调控制ECU控制空调开启热风，直到中央处理器接收到的温度数据达到正常值；
当中央处理器接收到的温湿度传感器检测到的湿度数据低于限定值，中央处理器发送CAN总线数据指令到车载加湿器，控制车载加湿器启动并加湿，直到中央处理器接收到的湿度数据达到正常值，车载加湿器停止工作；
当中央处理器接收到的雨水传感器检测到的雨水数值超出限定值，中央处理器发送CAN总线数据指令到雨刷控制ECU和车窗控制ECU，雨刷控制ECU控制前后雨刷启动，车窗控制ECU控制各个车窗关闭，当中央处理器接收到的数值恢复正常值时，雨刷停止工作；
当中央处理器接收到的PM2.5传感器检测到的车外PM2.5数值超过限定值时，中央处理器发送CAN数据指令到车窗控制ECU，车窗控制ECU控制各个车窗关闭；当中央处理器接收到的PM2.5传感器检测到的车内PM2.5数值超过限定值时，中央处理器发送CAN数据指令到车载净化器，控制车载净化器启动并净化，直到中央处理器接收到的PM2.5数值达到正常值，车载净化器停止工作；
当中央处理器接收到的VOC气体传感器检测到的VOC气体数值超出限定值时，中央处理器发送CAN数据指令到车载净化器，控制载净化器启动并净化，直到中央处理器接收到的VOC气体数值达到正常值，VOC气体传感器停止工作。
8.一种点火检测模块在基于传感器网络的车内环境自调节系统中的应用。
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